DE19639087C2 - Anordnung zur Überwachung und Regulierung der Lage eines Fördergurts - Google Patents

Abstract

Die Anordnung umfaßt einen schwenkbaren Rollenbock (3) mit zumindest einer Tragrolle (6), die umfangsseitig einen auf die Lage einer Gurtkante (36) des Fördergurts (7) ansprechenden Sensor (37) aufweist. Der Sensor (37) ist mit einer in die Tragrolle (6) integrierten Auswerteelektronik (38) elektronisch gekoppelt. Außerdem ist in der Tragrolle (6) ein mit der Auswerteelektronik (38) verbundener Getriebemotor (19) vorgesehen, der über ein Stellrad (27) auf eine Stellplatte (32) des Traggestells (1) des Gurtförderers abwälzt. Ferner ist in die Tragrolle (6) ein Generator (33) integriert, welcher die elektrische Energie für den Sensor (37), die Auswerteelektronik (38) und den Getriebemotor (19) bereitstellt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Überwachung und Regulierung der Lage eines Fördergurts auf den Tragrollen eines Gurtförderers.

Der gerade Lauf des Fördergurts eines Gurtförderers ist die Voraussetzung für den sicheren und wirtschaftlichen Betrieb einer Gurtförderanlage. Der Lauf des Fördergurts und damit seine Lage auf den Tragrollen des Gurtförderers wird durch die Ausrichtung der Antriebs- und Umlenktrom­ meln sowie durch die Positionen der das Ober- und Unter­ trum des Fördergurts unterfangenden Tragrollen bestimmt. Ferner unterliegt die Lage des Fördergurts auf den Tragrollen der Art und Weise der Beladung. Bei im untertägigen Grubenbetrieb eingesetzten Gurtförderern treten außerdem Gebirgsbewegungen hinzu, welche auf das Tragge­ rüst des Gurtförderers einen verwindenden Einfluß haben und somit auch den Lauf des Fördergurts beeinflussen kön­ nen.

Im Umfang von Müller, W.: Über den Geradelauf des Förder­ bands; Continental Transportband-Dienst Nr. 4 der Firma Continental, Hannover, hat man bereits vorgeschlagen, zur Überwachung und Regulierung der Lage eines Fördergurts auf den Tragrollen eines Gurtförderers seitlich an die Gurtkanten Steuerrollen zu drücken. Diese Steuerrollen drehen sich um Achsen, welche im wesentlichen senkrecht zu den Abschnitten des Fördergurts verlaufen, die auf den seitlichen, zumeist geneigten Tragrollen für das Obertrum des Fördergurts lasttragend aufliegen. Diese Steuerrollen sind jedoch zur Umgebung hin völlig frei zugänglich. Sie bilden somit ein erhebliches Gefahrenpotential für die im Bereich des Gurtförderers tätigen Personen. Eine Elimi­ nierung dieses Gefahrenpotentials führt aber zwangsläufig zu aufwendigen Sicherungsgehäusen, die den Transportbe­ trieb des Gurtförderers störend beeinflussen würden. Auch sind diese Steuerrollen der Gefahr einer leichten Beschä­ digung durch Arbeiten ausgesetzt, die beispielsweise im untertägigen Grubenbetrieb mit Senkladern im Bereich des Gurtförderers durchgeführt werden. Ferner werden neben einem Gurtförderer häufig noch Einschienenhängebahnen be­ trieben. Mit diesen transportierte sperrige Güter können ebenfalls die Steuerrollen beschädigen und damit den Transportbetrieb stillsetzen.

Aber auch die Steuerrollen selber können einen Verschleiß der Gurtkanten herbeiführen, welcher zumindest egalisiert werden muß. Bei einem stärkeren Verschleiß ist unter Um­ ständen ein Austausch eines größeren Längenabschnitts des Fördergurts nicht zu vermeiden.

Ein weiterer Vorschlag zur Überwachung und Regulierung der Lage eines Fördergurts auf den Tragrollen eines Gurt­ förderers zählt durch die DE-AS 10 70 095 zum Stand der Technik. Bei diesem Vorschlag kommt ergänzend zu den vor­ auf geschilderten Eigenschaften hinzu, daß dort die Steu­ errollen nicht nur um eine in Längsrichtung des Förder­ gurts verlaufende Achse gegen die Rückstellkraft von Fe­ dern schwenkbar gelagert sind, sondern bei einem Kontakt der Gurtkanten des Fördergurts mit den Steuerrollen ihre dann stattfindende Rotation auf Zahnradpumpen übertragen und das von diesen Zahnradpumpen erzeugte Medium über flexible Leitungen zu Zylinder-Kolben-Einrichtungen über­ führen. Deren Kolbenstangen sind an eine Scheibe gelenkig angeschlossen, die auf einen Steuerrollenbock drehend einwirkt.

Der mit einer solchen Anordnung verbundene bauliche Auf­ wand ist erkennbar hoch und insbesondere aufgrund der Zahnradpumpen, der Kolben-Zylinder-Einrichtungen sowie der die Zahnradpumpen mit den Kolben-Zylinder-Einrichtun­ gen verbindenden flexiblen Leitungen auch in hohem Maße wartungsbedürftig. Da ein Gurtförderer der in Rede ste­ henden Art in aller Regel in einem vergleichbar rauhen Betrieb eingesetzt ist, sei es übertägig, insbesondere aber untertägig, müssen die Steueranordnungen gekapselt werden, um sie vor äußeren Einflüssen zu schützen. Hier­ mit ist ein weiterer erhöhter Aufwand verbunden. Ein nachträglicher Einbau einer solchen Steueranordnung an einem bestehenden Gurtförderer dürfte mit erheblichen Problemen behaftet sein.

Im Umfang der DE-OS 22 12 633 ist ein Verfahren zum Steu­ ern des Gerad- und Kurvenverlaufs eines auf Tragrollen geführten Fördergurts bekannt, bei welchem mindestens ein Teil der Tragrollen motorisch angetrieben wird. Die Be­ einflussung der Umfangskraft und der Richtung der angetriebenen Tragrollen erfolgt durch die Laufparameter des Fördergurts. Dies sind im wesentlichen der Beladungszu­ stand und die örtliche Lage des Fördergurts quer zu sei­ ner Laufrichtung sowie der Gurtzug. Der Beladungszustand kann durch handelsübliche Bandwaagen oder durch kontinu­ ierliche Messung des Durchhangs zwischen zwei Tragrollen ermittelt werden. Die Querlage des Fördergurts kann durch Seitentastrollen, fotoelektrische Sonden oder ähnliches gemessen werden. Der örtliche Gurtzug wiederum kann durch Messung des Durchhangs des Fördergurts bestimmt werden.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Überwachung und Re­ gulierung der Lage eines Fördergurts auf den Tragrollen eines Gurtförderers zu schaffen, die keinen negativen Einflüssen aus dem Umfeld des Gurtförderers ausgesetzt ist und welche als autarkes System auch nachträglich in bereits im Einsatz befindliche Gurtförderer problemlos eingegliedert werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den Merkmalen des Anspruchs 1.

Kernpunkt der Erfindung bildet die Maßnahme, die Lage einer Tragrolle relativ zum Fördergurt sowie ihre Ausge­ staltung zu nutzen, um ohne seitlich oder unterhalb des Gurtförderers bzw. seines Gerüsts anzuordnende Hilfs- und Übertragungseinrichtungen die Lage des Fördergurts über­ wachen und bei Bedarf auch seine Regulierung automatisch vornehmen zu können.

Dazu wird jetzt mindestens eine Tragrolle des Gurtförde­ rers mit einem Sensor versehen, der auf die Lage einer Gurtkante des Fördergurts anspricht. Der umfangsseitig des Rollenmantels aufgebrachte Sensor ist mit einer Aus­ werteelektronik gekoppelt, welche sich in der Tragrolle befindet. Ferner ist ein Getriebemotor in die Tragrolle eingegliedert, welcher die Verschwenkung des Rollenbocks um seine vertikale Schwenkachse herbeiführt. Dazu ist der Getriebemotor mit einem auf einen aus der Tragrolle in Richtung zur Schwenkachse des Rollenbocks ragenden Wel­ lenstumpf seiner Antriebswelle gesetzten Stellrad verse­ hen, das sich am ortsfesten Traggestell des Rollenbocks abwälzt. Zur Versorgung des Sensors, der Auswerteelektro­ nik und des Getriebemotors mit elektrischer Energie ist ferner ein Generator in die Tragrolle integriert.

Es handelt sich folglich um ein völlig autarkes System, ohne daß von außen regulierend auf den Fördergurt Einfluß genommen zu werden braucht oder elektrische Energie zuge­ führt werden müßte.

Eine solche Tragrolle kann bei Bedarf in mehrfacher An­ ordnung dem Ober- und/oder Untertrum des Fördergurts zu­ geordnet werden.

Die elektrische Energie für den Sensor, die Auswerteelek­ tronik und den Getriebemotor wird durch den Generator be­ reitgestellt, und zwar dadurch, daß er mit dem drehenden Teil der Tragrolle verbunden ist und insofern die von dem Fördergurt an die Tragrolle weitergegebene Bewegungsener­ gie in elektrische Energie umwandelt.

Der Sensor ermittelt in Verbindung mit der Auswerteelek­ tronik die Lage der Gurtkante in Relation zu einer vorge­ gebenen Ideallage. Wandert die Gurtkante aus einem vorge­ gebenen Toleranzbereich seitlich aus, so prüft die Aus­ werteelektronik zunächst, ob sich das Maß der seitlichen Verlagerung noch in dem Toleranzfeld befindet, in welchem eine Regulierung der Lage des Fördergurts möglich ist. Wird dieser Sachverhalt festgestellt, initiiert die Auswerteelektronik den Getriebemotor, so daß dieser entsprechend der festgestellten Abweichung der Lage der Gurtkante den Rollenbock verschwenkt, bis daß die ord­ nungsgemäße Lage des Fördergurts wieder hergestellt wurde.

Wandert hingegen die Gurtkante aus dem Toleranzbereich, so setzt die Auswerteelektronik den Antrieb des Förder­ gurts still. Dann muß zunächst geprüft werden, auf welche Ursache die unzulässig hohe Abweichung von der vorgegebe­ nen Lage des Fördergurts zurückzuführen ist. Anschließend können die geeigneten Gegenmaßnahmen getroffen werden.

Durch eine mehr oder weniger gleichmäßig wechselnde Bela­ dung kann es auch vorkommen, daß die erfindungsgemäße Schieflaufregulierung dauernd aktiviert wird und der Rol­ lenbock permanent hin und her schwingt. Dies kann nun eine Ursache haben, die behoben werden muß. Wenn nicht, könnte das permanente Schwingen zu einem erhöhten und vorschnellen Verschleiß diverser in Kontakt befindlicher Teile führen.

Um dieses Schwingen festzustellen, ist es vorstellbar, daß die Relativlage der Tragrollenachse zum ortsfesten Traggestell permanent ermittelt und beispielsweise an einer Warte zur Anzeige gebracht wird. Dies kann per Bildschirm oder per Aufzeichnung erfolgen. Auf jeden Fall kann dann dieser Sachverhalt an der Warte festgestellt und in Abhändigkeit von den jeweils vorgegebenen Bedin­ gungen eingegriffen werden.

Dadurch, daß alle Teile zur Überwachung und Regulierung der Lage des Fördergurts in eine Tragrolle integriert sind, unterliegen diese Aggregate auch keinen Einflüssen aus dem Umfeld des Gurtförderers, wie z. B. denen eines Senkladers oder einer Einschienenhängebahn im untertägi­ gen Grubenbetrieb. Auch sind die im Umfeld des Gurtförderers beschäftigten Personen keinen Gefahren mehr durch insbesondere rotierende Maschinenelemente ausgesetzt.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 weist die Tragrolle einen stirnseitig abgedichteten stählernen Rollenmantel auf, der den Fördergurt unterfängt. Die stirnseitigen Ab­ dichtungen dienen dem Schutz der in die Tragrolle einge­ gliederten Bauteile. An einer Stirnseite der Tragrolle ragt ein Achsstumpf der Rollenachse vor. An diesem Achs­ stumpf sind bevorzugt Schlüsselflächen vorgesehen, über welche der Achsstumpf in einer entsprechenden Lageraus­ nehmung des Rahmens des Rollenbocks abgestützt ist. Die andere Stirnseite wird von einer Aufnahmehülse des Ge­ triebemotors durchsetzt. Diese ist ebenfalls im Rahmen des Rollenbocks abgestützt.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird in den Merkmalen des Anspruchs 3 erblickt. Bei Feststellung einer Schieflage des Fördergurts wird folglich der Ge­ triebemotor aktiviert. Aufgrund der Reibschlüssigkeit zwischen dem als Kegelrad ausgebildeten Stellrad und der Stellplatte wälzt sich das Stellrad an der ortsfesten Stellplatte ab, so daß der Rollenbock in die Position schwenkt, in der regulierende Kräfte aus den Tragrollen des Rollenbocks auf den Fördergurt einwirken.

Zur Verbesserung der Reibschlüssigkeit zwischen dem Stellrad und der Stellplatte sind nach Anspruch 4 die Ke­ gelmantelfläche des Stellrads und/oder die Oberfläche der Stellplatte mit einer Gummibeschichtung versehen.

Nach Anspruch 5 kann statt einem Kegelrad als Stellrad auch ein Kegelzahnrad zur Anwendung gelangen, das dann an einem Gegenzahnrad am Traggestell abwälzt.

Desweiteren ist es nach der Erfindung vorteilhaft, wenn gemäß Anspruch 6 der in einem Endabschnitt der Tragrolle angeordnete Generator mit seinem Anker auf der Rollen­ achse der Tragrolle und mit seinem Ständer wenigstens mittelbar innenseitig des Rollenmantels befestigt ist. Auf diese Weise erfolgt eine direkte Ankopplung des Gene­ rators an den mit dem Fördergurt in einem reibschlüssigen Kontakt befindlichen Rollenmantel.

Zum Schutz des Sensors ist dieser nach Anspruch 7 in eine umfangsseitig des Rollenmantels aufgebrachte Schicht ein­ gebettet. Hierbei ist für eine plane Auflage Sorge getra­ gen, wenn der Sensor als Leiste ausgebildet ist, die sich parallel zur Achse der Tragrolle erstreckt. Die Schicht kann aus Gummi, Kunststoff oder Keramik bestehen. Auch ein Verbundwerkstoff ist denkbar.

Entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 8 genügt es für eine einwandfreie Überwachung und Regulierung der Lage des Fördergurts, wenn sich der Sensor als Sensorleiste etwa von der Mittelquerebene der Tragrolle aus bis annä­ hernd zu einer Stirnseite der Tragrolle erstreckt. Hier­ bei handelt es sich um die der Gurtkante benachbarte Stirnseite.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeich­ nungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 im schematischen vertikalen Querschnitt eine Hälfte eines Rollenbocks für einen Gurtförde­ rer und

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Längenabschnitt einer Tragrolle des Rollenbocks der Fig. 1.

Mit 1 ist in der Fig. 1 das Traggestell eines um eine vertikale Achse 2 gegenüber dem Traggestell 1 schwenkba­ ren Rollenbocks 3 bezeichnet. Das Traggestell 1 bildet Bestandteil eines ansonsten nicht näher veranschaulichten Traggerüsts eines Gurtförderers für den untertägigen Gru­ benbetrieb.

Der Rollenbock 3 umfaßt einen Rahmen 4 sowie drei eine Mulde bildende Tragrollen 5, 6 für einen Fördergurt 7. Die mittlere Tragrolle 5 rotiert um eine horizontale Achse 8, wohingegen die beiden äußeren Tragrollen 6 (nur eine ist eingezeichnet) um schräggestellte Drehachsen 9 rotieren.

Die veranschaulichte Tragrolle 6 des Rollenbocks 3 weist einen stählernen Rollenmantel 10 mit einer auf die äußere Oberfläche 11 aufgebrachten Gummischicht 12 auf. Der Rollenmantel 10 ist über stirnseitige Einsätze 13, 14 und Wälzlager 15, 16 einmal an der ortsfest gelagerten Rol­ lenachse 17 und zum anderen an der Aufnahmehülse 18 eines Getriebemotors 19 abgestützt. Stirnseitig der Einsätze 13, 14 befinden sich an der Rollenachse 17 und an dem Ge­ häuse 18 festgelegte Deckelscheiben 20, 21.

Ein über die Stirnseite 22 des Rollenmantels 10 ragender Achsstumpf 23 der Rollenachse 17 besitzt Schlüsselflächen 24, über die der Achsstumpf 23 in eine schlitzartige Aus­ nehmung im Rahmen 4 des Rollenbocks 3 unverdrehbar einge­ setzt ist.

Die Aufnahmehülse 18 des Getriebemotors 19 am anderen Ende der Tragrolle 6 ist im Rahmen 4 unverdrehbar gela­ gert. Auf einem aus der Aufnahmehülse 18 vorragenden Wel­ lenstumpf 25 der Abtriebswelle 26 des Getriebemotors 19 ist ein als Kegelrad ausgebildetes Stellrad 27 mit einer Gummibeschichtung 28 der Kegelmantelfläche 29 befestigt.

Das Stellrad 27 wälzt auf der ebenfalls mit einer Gummi­ beschichtung 30 versehenen Oberfläche 31 einer Stell­ platte 32 ab, die an dem ortsfesten Traggestell 1 für den Rollenbock 3 befestigt ist.

Im in der Zeichnungsebene der Fig. 1 linken Endabschnitt der Tragrolle 6 ist in den Rollenmantel 10 ein Generator 33 eingegliedert. Der Anker 34 des Generators 33 ist auf der Rollenachse 17 festgelegt, während der Ständer 35 mit dem Rollenmantel 10 verbunden ist.

Wie die Fig. 2 zeigt, ist im Endabschnitt der Tragrolle 6, wo die Gurtkante 36 des Fördergurts 7 verläuft, in eine Ausnehmung 40 der Gummischicht 12 ein streifenarti­ ger Sensor 37 plan aufliegend eingebettet. Der Sensor 37 erstreckt sich etwa von der vertikalen Mittelquerebene MQE der Tragrolle 6 aus bis in die Nähe der Stirnseite 22 des Rollenmantels 10. Der Sensor 37 ist mit einer Auswer­ teelektronik 38 gekoppelt, die in ein sich zwischen dem Generator 33 und dem Getriebemotor 19 erstreckendes In­ nenrohr 39 im Rollenmantel 10 eingebettet ist. Anderer­ seits ist die Auswerteelektronik 38 sowohl mit dem Gene­ rator 33 als auch mit dem Getriebemotor 19 elektrisch ge­ koppelt.

Wird beim Betrieb des Gurtförderers über den Sensor 37 festgestellt, daß die Gurtkante 36 aus einem vorgegebenen Toleranzfeld seitlich herauswandert, so reagiert die Aus­ werteelektronik 38 dahingehend, daß sie den Getriebemotor 19 entsprechend aktiviert. Das Stellrad 27 wälzt sich dann auf der Stellplatte 32 ab, bis daß der Rollenbock 3 so um die Schwenkachse 2 verlagert worden ist, daß über die Tragrollen 5, 6 des Rollenbocks 3 rückstellende, das heißt den Fördergurt 7 in Längsrichtung zentrierende Kräfte die normale Betriebslage des Fördergurts 7 wieder hergestellt haben.

Bezugszeichenaufstellung

1

Traggestell

2

Schwenkachse

3

Rollenbock

4

Rahmen v.

3

5

Tragrolle

6

Tragrolle

7

Fördergurt

8

Achse v.

5

9

Drehachsen v.

6

10

Rollenmantel

11

Oberfläche v.

10

12

Gummischicht

13

Einsatz in

10

14

Einsatz in

10

15

Wälzlager

16

Wälzlager

17

Rollenachse

18

Aufnahmehülse f.

19

19

Getriebemotor

20

Deckelscheibe

21

Deckelscheibe

22

Stirnseite v.

10

23

Achsstumpf v.

17

24

Schlüsselflächen an

23

25

Wellenstumpf v.

26

26

Abtriebswelle

27

Stellrad

28

Gummibeschichtung v.

29

29

Kegelmantelfläche

30

Gummibeschichtung v.

31

31

Oberfläche v.

32

32

Stellplatte

33

Generator

34

Anker v.

33

35

Ständer v.

33

36

Gurtkante

37

Sensor

38

Auswerteelektronik

39

Innenrohr

40

Ausnehmung f.

37

in

12

MQE Mittelquerebene v.

6

Claims (8)

1. Anordnung zur Überwachung und Regulierung der Lage eines Fördergurts (7) auf den Tragrollen (5, 6) eines Gurtförderers, welche einen an mindestens einer Be­ standteil eines um eine vertikale Achse (2) schwenk­ baren Rollenbocks (3) bildende Tragrolle (6) vorgese­ henen, auf die Lage einer Gurtkante (36) ansprechen­ den und mit einer Auswerteelektronik (38) in der Tragrolle (6) gekoppelten, umfangsseitig des Rollen­ mantels (10) aufgebrachten Sensor (37), einen in die Tragrolle (6) integrierten und in Abhängigkeit von der Lage des Fördergurts (7) auf der Tragrolle (6) aktivierbaren Getriebemotor (19) mit einem auf einen aus der Tragrolle (6) in Richtung zur Schwenkachse (2) des Rollenbocks (3) ragenden Wellenstumpf (25) der Abtriebswelle (26) des Getriebemotors (19) ge­ setzten Stellrad (27), das sich am ortsfesten Tragge­ stell (1) des Rollenbocks (3) abwälzt, sowie einen neben dem Getriebemotor (19) und der Auswerte­ elektronik (38) in die Tragrolle (6) eingegliederten, durch die Tragrollendrehung angetriebenen Generator (33) zur elektrischen Versorgung des Sensors (37), der Auswerteelektronik (38) und des Getriebemotors (19) aufweist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, bei welcher die über einen stirnseitig abgedichteten Rollenmantel (10) den För­ dergurt (7) unterfangende Tragrolle (6) einerseits über ihre nicht rotationsfähig gelagerte Rollenachse (17) und andererseits über eine Aufnahmehülse (18) des Getriebemotors (19) im Rahmen (4) des Rollenbocks (3) abgestützt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher das Stellrad (27) als Kegelrad ausgebildet ist, welches sich auf einer Stellplatte (32) des Traggestells (1) abwälzt.

4. Anordnung nach Anspruch 3, bei welcher die Kegelmantelfläche (29) des Stellrads (27) und/oder die Oberfläche (31) der Stellplatte (32) mit einer Gummibeschichtung (28, 30) versehen sind.

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher das Stellrad (28) als Kegelzahnrad ausgebildet ist, das sich an einem dem ortsfesten Traggestell (1) zugeord­ neten Gegenzahnrad abwälzt.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei wel­ cher der in einem Endabschnitt der Tragrolle (6) an­ geordnete Generator (33) mit seinem Anker (34) auf der Rollenachse (17) der Tragrolle (6) und mit seinem Ständer (35) wenigstens mittelbar innenseitig des Rollenmantels (10) befestigt ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei wel­ cher der Sensor (37) leisten- oder streifenartig ausgebildet und in eine Ausnehmung (40) einer umfangs­ seitig des Rollenmantels (10) aufgebrachten Schicht (12) eingebettet ist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei wel­ cher der Sensor (37) sich etwa von der Mittel­ querebene (MQE) der Tragrolle (6) aus bis annähernd zu einer Stirnseite (22) der Tragrolle (6) erstreckt.